新研究提供了有关感官丘脑子网的基本见识

阿拉巴马州伯明翰-丘脑是向大脑传递感觉信息的“大中央车站”。我们感知到的几乎每一个视线，声音，味道和触感都会通过丘脑到达大脑的皮质。从理论上讲，丘脑在意识本身中起主要作用。感觉信息不仅会通过丘脑，还会被丘脑处理和转换，因此我们的皮层可以更好地理解和解释来自我们周围世界的这些信号。

一种强大的转换类型来自将数据携带到新皮质的兴奋性神经元与调节该数据流的丘脑网状核或TRN的抑制性神经元之间的相互作用。尽管长期以来人们一直认为TRN很重要，但对于TRN中的细胞类型，组织方式和功能却知之甚少。

现在，发表在《自然》杂志上的一篇论文解决了这些问题。由相应作者Scott Cruikshank博士和合著者Rosa I. Martinez-Garcia博士，Bettina Voelcker博士和Barry Connors博士领导的研究人员表明，体感TRN的一部分分为两个功能不同的子电路。每个都有其自己的遗传定义的神经元类型，这些神经元在地形上是分离的，在生理上是不同的，并通过动态发散的突触与独立的丘脑皮层核相互联系。

Cruikshank说：“这些结果提供了有关TRN神经元子网如何差异处理不同类别丘脑信息的基础见解。”“遗传学区别为我们的主要发现增添了一些兴奋，因为它们将为探测这些TRN子回路的行为和感知功能提供强大的新的光遗传学和化学遗传学策略。我们在这一领域工作的许多人的长期目标是学习TRN如何协调信息流入和流出新皮质，引导对重要刺激的注意并抑制注意力分散，如果最终实现了这种理解，则可以帮助阐明在癫痫病-缺少癫痫病-的过程中意识丧失的方式严重涉及TRN。”

Cruikshank是阿拉巴马大学伯明翰分校神经生物学系的助理教授。实验工作是在罗德岛普罗维登斯的布朗大学完成的，克鲁克香克曾在该大学担任研究跟踪教授，然后于去年11月加入UAB。

在某些研究细节中，研究人员首先发现体感TRN具有两组神经元。TRN的中央核心是表达calbindin蛋白和mRNA的神经元。这个核心被表达生长抑素蛋白和mRNA的神经元壳包围。

还有两个体感性丘脑皮层核-即从丘脑向新皮层传递感官信息的核。一个是一阶腹侧后核或VP，另一个是高阶后丘脑后核或POM。这两个核向不同的新皮质靶标发送不同的信息，并且还向TRN发送附带的轴突。因此，研究人员试图澄清这些回路的结构，重点是一阶和高阶丘脑皮层核如何与TRN神经元的两种亚型通信。Cruikshank说：“这对于了解丘脑信息处理至关重要。”

Cruikshank及其同事使用VP或POM的通道视紫红质-黄色荧光蛋白顺行性示踪方法将其输入映射到TRN。他们发现突出的解剖分离与TRN细胞类型的分离完全一致-VP轴突与TRN富含钙结合蛋白的中央区域的细胞形成了强烈的突触连接。POM轴突沿生长抑素密集的边缘与细胞突触。分开的预测在很大程度上是相互的-也就是说，这两种TRN细胞类型主要抑制了驱动它们的同一丘脑皮质核。

研究人员进一步表明，TRN子电路在功能上具有不同的生理机制，从而导致不同的处理过程。“我们的实验表明，中央细胞和边缘细胞通过突触输入的动力学和内在爆发力的差异，将其固有的兴奋性丘脑输入差异化为明显的峰值输出，” Cruikshank说。“我们很感兴趣，TRN响应模式似乎与两个子电路中携带的信息类型相匹配。主要的中央细胞具有强而短暂的峰值，非常适合处理离散的感官事件。边缘细胞的响应更加稳定且稳定。持续的-与从多个源集成的时间分布的高阶信号一致。